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Cientistas desenvolvem método mais ecológico e eficiente para produzir antibióticos de última geração

Equipe de pesquisa começou com um microrganismo geneticamente programado para produzir o antibiótico eritromicina

TheDigitalArtist via Pixabay

Fonte

Universidade de Michigan

Data

terça-feira, 2 agosto 2022 06:20

Áreas

Biomedicina. Bioquímica. Biotecnologia. Desenvolvimento de Fármacos. Doenças Infecciosas. Farmacologia. Indústria Farmacêutica. Microbiologia. Química Medicinal. Saúde Pública.

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu um método para alterar uma classe de antibióticos usando organismos microscópicos que produzem esses compostos naturalmente. As descobertas, publicadas na revista científica Nature Chemistry, podem levar a uma produção mais eficiente de antibióticos que sejam eficazes contra bactérias resistentes a medicamentos.

A equipe começou com um microrganismo geneticamente programado para produzir o antibiótico eritromicina. Cientistas do Instituto de Química Orgânica e Biologia Química da Universidade Goethe, na Alemanha, se perguntaram se o sistema poderia ser geneticamente alterado para montar o antibiótico com um átomo de flúor adicional, o que muitas vezes pode melhorar as propriedades farmacêuticas.

“Estávamos analisando a síntese de ácidos graxos há vários anos quando identificamos uma parte de uma proteína de camundongo que acreditávamos que poderia ser usada para a biossíntese direcionada desses antibióticos modificados, se adicionada a um sistema biológico que já pode produzir o composto nativo”, disse o Dr. Martin Grininger, professor de Química Biomolecular da Universidade Goethe.

Trabalhando com o laboratório do Dr. David Sherman, professor de Química Medicinal da Faculdade de Farmácia da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, e especializado nesse sistema de montagem biológica, a equipe usou a Engenharia de Proteínas para substituir uma parte da maquinaria nativa do sistema pelo gene de camundongo funcionalmente semelhante.

“Agora podemos aproveitar essa Engenharia de Proteínas para fazer novos compostos que têm esse átomo de flúor muito desejável, que os químicos têm lutado para adicionar aos antibióticos macrolídeos há muito tempo”, destacou o professor David Sherman.

A razão pela qual esse átomo de flúor adicionado é tão desejável é que ele altera não apenas a estrutura do produto final, mas a capacidade do produto de eliminar bactérias e trabalhar com segurança em pacientes.

A eritromicina funciona ligando-se e bloqueando a atividade do ribossomo bacteriano, que é essencial para a sobrevivência das bactérias. Algumas bactérias desenvolveram formas de impedir essa ligação, tornando-as resistentes ao tratamento com antibióticos. Alterar a estrutura do antibiótico com um átomo de flúor supera essa vantagem evolutiva, restaurando a capacidade do composto de combater bactérias.

Embora os químicos tenham desenvolvido métodos para adicionar o flúor sinteticamente, o processo é árduo e requer o uso de reagentes químicos tóxicos. O novo método biossintético desenvolvido pelos pesquisadores da Universidade Goethe e da Universidade de Michigan supera esses desafios.

“É um desenvolvimento muito empolgante, porque podemos contornar todas as etapas sintéticas demoradas e produtos químicos perigosos. Mostramos que podemos basicamente reprogramar um organismo para produzir diretamente o produto fluorado”, explicou o professor Sherman.

Os pesquisadores enfatizam que os compostos fluorados ainda estão a alguns anos de estarem disponíveis na clínica. Mas as descobertas oferecem um caminho mais eficiente para o desenvolvimento de novos antibióticos e até medicamentos antivirais e anticancerígenos.

“Nossa abordagem foi comprovadamente bem-sucedida em um pequeno conjunto de antibióticos, mas poderia ser usada para desenvolver uma ampla gama de produtos farmacêuticos com uso mínimo de produtos químicos e subprodutos tóxicos”, concluiu o Dr. Martin Grininger.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Michigan (em inglês).

Fonte: Emily Kagey, Instituto de Ciências da Vida da Universidade de Michigan. Imagem: TheDigitalArtist via Pixabay.

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